金属ー半導体積層界面の基礎

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01650003
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 平木 昭夫 大阪大学, 工学部, 教授 (50029013)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 尚男 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20198071) ; 高柳 邦夫 東京工業大学, 理学部, 教授 (80016162) ; 寺倉 清之 東京大学, 物性研究所, 教授 (40028212) ; 金原 桀 東京大学, 工学部, 教授 (90010719) ; 長谷川 英機 北海道大学, 工学部, 教授 (60001781)
• Keywords: 金属ー半導体界面 / ヘテロ接合 / 界面反応 / 電子状態 / 構造安定性 / ショットキー障壁

Research Abstract

準ミクロおよび原子オーダーサイズでの、金属ー半導体界面現象を正確・精密に把握するために、実験と理論とを以下のように複合的、相補的に結合し研究を遂行することを目指し、本年度は特に基礎データの収集を行なった。1.結晶シリコンと種々の金属との反応の初期過程を詳細にわたり正確に調べるため、高速イオン散乱/チャネリング法、種々の電子分光法や電子顕微鏡法・回折法を駆使することにより、結晶原子位置や電子状態の変化の精密な測定を行なうための基礎データを収集した。また、3次元的非破壊分析法の可能性を明らかにしたり、準ミクロ的に金属ーシリコン界面の評価を行なった。2.理論グループは、第一原理からの理論的考察に基づいた、金属ーシリコン界面の電子状態を計算したり、界面の構造安定性を検討するための計算機プログラムの開発を行なった。また、それを利用して、種々の物性値を計算機シミュレーションにより算出した。3.MBE法を用い、GaAs,InGaAsやInP等の化合物半導体と金属との界面反応初期過程を1.とほぼ同様な方法で調べた。また、表面改質の実体とショットキー障壁との関連を明かにした。4.化合物半導体を中心とした種々のショットキー障壁を作製し、その形成機構や物性を調べたり、圧力を印加した場合の電子状態の変化も明かにした。5.金属ー半導体界面の電子状態に対する金属の影響を調べるため、酸化物超伝導体結晶内の金属層と分極性半導体との積層界面におけるスクリーニング効果を伴った電子間相互作用を調べるための基礎実験を行なった。次年度以降は、本年度得た基礎データを基にして、上記の主要な項目に関し、より広範囲の系を対象にし、より精密な研究を行なう予定である。

Research Products

• [Publications] T.Ito: "Silicidation of Porous Silicon and its Application for the Fabrication of a Buried Metal Layer" Appl.Surf.Sci.41/42. 301-305 (1989)
• [Publications] A.Yamama: "Silicidation of Patterned Narrow Area of Anodized Porous Silicon" Vacuum. (1990)
• [Publications] M.Akazawa: "InGaAs MISFET Having an Ultrathin MBE Si Interface Control Layer and PhotoーCVD SiO_2 Insulator" Jpn.J.Appl.Phys.28. L2095-L2097 (1989)
• [Publications] Fumito Kimura: "Adhesion of Optical Coatings on a Quartz Substrate" Thin Solid Films. 181. 435-441 (1989)
• [Publications] Shigeru Baba: "Island Structure of Sputter Deposited Silver Films" Vacuum. (1990)
• [Publications] H.Ishida: "Coverage Dependence of the Electronic Structure of Potassium Adatoms on the Si(001)ー(2x1)Surface" Phys.Rev.B. 40. 11519-11535 (1989)
• [Publications] H.Fujiwara: "Hydrostatic Pressure Study on the Defect States in the AL/GaAs Interfaces" Jpn.J.Apple.phys.(1990)
• [Publications] K.Takayanagi: "Inーsitu UHV Electron Microscope Satudy of MetalーSilicon Surfaces" Appl.Surf.Sci.41/42. 337-341 (1989)
• [Publications] K.Takayanagi: "Surface Structure Analysis by Transmission Electron Diffraction" Acta Crystallo.(1990)
• [Publications] T.Murao: "Theory of Antiferromagnetic Resonance in HyperfineーEnhanced Nuclear Magnets with Singlet Ground State" J.Phys.Soc.Jpn.58. 1054-1057 (1989)
• [Publications] M.Kato: "Soliton Lattice Modulation of Incommensurate Spin Density Wave in Two Diemensional Hubbard Model" J.Phys.Soc.Jpn.(1990)
• [Publications] A.Kinomura: "RBS Analysis of BeamーProcessed Micro Area by Focused MeV Ion Beam" Nucl.Instrum.& Methods B. 39. 40-42 (1989)
• [Publications] T.Matsuda: "Magnetic Field Observation of a Single Flux Quamtum by Electron Horographic Interferometry" Phys.Rev.Lett.62. 2519-2522 (1989)